ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2008, том 58, № 4, с. 493-499
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ
УДК 577.175.4:577.191.6:591.543.42:57.084
ХРОНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТИРОКСИНА НА ПОВЕДЕНИЕ И СЕРОТОНИНОВЫЕ РЕЦЕПТОРЫ У КОНТРАСТНЫХ ПО ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К КАТАЛЕПСИИ ЛИНИЙ МЫШЕЙ
© 2008 г. Е. А. Зубков1, А. В. Куликов2, В. С. Науменко2, Н. К. Попова2
1 Новосибирский государственный университет, 2 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, e-mail: zubkov@ngs.ru Поступила в редакцию 29.10.2007 г. Принята в печать 27.02.2008 г.
Было исследовано влияние хронического введения тироксина (2 мг/л, 60 дней) на каталепсию, функциональную активность и экспрессию генов 5-НТ1А- и 5-НТ2А-рецепторов в головном мозге у половозрелых самцов мышей каталептической ASC и устойчивой к каталепсии AKR линий. Тироксин вызывал появление каталептиков у мышей AKR, но оказывал антикаталептическое действие на животных ASC. Хроническое введение тироксина увеличивало функциональную активность и экспрессию во фронтальной коре мозга 5-НТ2А-рецепторов у мышей AKR, но не у ASC. У мышей ASC гормон значительно ослаблял гипотермический эффект агониста 5-НТ1А-рецеп-торов, 8-OH-DPAT, хотя и не изменял их экспрессию. Предположено участие 5-НТ2А-рецепторов в каталептогенном и 5-НТ1А в антикаталептическом эффекте гормона у мышей.
Ключевые слова: тироксин, каталепсия, 5-Ш^-рецептор, 5-Ш^-рецептор, мыши.
Chronic Effect of Thyroxine on Behavior and Brain Serotonin Receptors in Mice with Contrast Predisposition to Catalepsy
E. A. Zubkov1, A. V. Kulikov2, V. S. Naumenko2, N. K. Popova2
1State University of Novosibirsk, 2Institute of Cytology and Genetics, Siberian Division, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk,
e-mail: zubkov@ngs.ru
Effects of chronic thyroxine treatment (2mg/l, 60 days) on catalepsy, functional activity and expression of 5-HT1A and 5-HT2A receptors genes in the brain were studied in adult males of catalepsy-prone ASC and catalepsy-resistant AKR mouse strains. Thyroxine caused an appearance of cataleptics in AKR, but produced an anticataleptic effect on ASC mice. Chronic thyroxine treatment increased the functional activity and expression of 5-HT2A receptors in the frontal cortex in AKR, but not in ASC mice. Hormone markedly attenuated hypothermic effect of 8-OH-DPAT, 5-HT1A receptor agonist, but did not affect the expression of 5-HT1A receptors in ASC mice. The results suggest the involvement of the 5-HT2A receptors in the cataleptogenic and the 5-HT1A receptors in the anticataleptic effects of hormone.
Key words: thyroxine, catalepsy, 5-HT1A receptor, 5-HT2A receptor, mice.
Данные об участии тиреоидных гормонов в регуляции поведения и психики противоречивы и мало изучены. Одни авторы связывают риск депрессии с гипертиреоидизмом [9, 20], но в то же время хроническое введение тироксина (Т4) используется в клинике при лечении психических расстройств [5, 7]. Предполагается, что индивидуальная чувствительность к Т4 определяется генетическими факторами [6].
Существует мнение, что тиреоидные гормоны осуществляют регуляцию поведения через изменение функции серотониновой системы мозга [5]. Тиреоидэктомия уменьшает плотность [16] и уровень мРНК [2] 5-НТ2А-рецепто-ров в коре мозга крыс Wistar. Высокие дозы Т4 увеличивают плотность [19] и функциональную активность 5-НТ2А-рецепторов у крыс [27].
Реакция замирания является адаптивным механизмом, уменьшающим вероятность об-
наружения хищником и снижающим интенсивность внутривидовых конфликтов [8]. В гипертрофированной форме эта реакция проявляется как каталепсия - неподвижность с высокой пластичностью мышечного тонуса, которая часто ассоциируется с шизофренией и злокачественным кататоническим синдромом [25]. Наследственная каталепсия крыс предложена моделью для изучения механизмов депрессивных расстройств [14].
Показана тесная связь между каталепсией и тиреоидными нарушениями [18]. У крыс четко прослеживается связь снижения Т4 в крови с повышением выраженности каталепсии [4, 27], а хроническое введение тироксина тиреоидэк-томированным крысам Wistar и крысам-каталептикам ГК (генетическая каталепсия) снижает время неподвижности [12]. С другой стороны, каталепсия связана с серотониновой системой мозга [23]. Крысы каталептической линии ГК имеют сниженную плотность 5-НТ2А-рецепто-ров в стриатуме по сравнению с животными устойчивой к каталепсии линии Wistar [11]. Аго-нист 5-НТ1А-рецепторов 8-OH-DPAT ослабляет фармакологическую [24] и генетическую [3, 13] каталепсию.
У мышей обнаружена особая разновидность наследственной каталепсии - "щипковая каталепсия" (pinch-induced catalepsy), которая вызывается повторяющимися щипками кожи загривка [21]. Выявлены значительные межлинейные различия в предрасположенности к каталепсии у мышей. Так, мыши линии AKR никогда не проявляют этой реакции, а у 54% мышей линии СВА каталептическая неподвижность наблюдается после 5-6 щипков [15]. Показана связь наследственной каталепсии у мышей с 5-НТ1А- и 5-НТ2А рецепторами [3, 13] и ее сцепление с геном 5-НТ1А-рецепто-ра [10]. Наследственная каталепсия у мышей CBA была значительно усилена у животных линии ASC (Antidepressant Sensitive Catalepsy), полученной в результате селекции бэккроссов (CBA х (CBA х AKR))BC между каталептической линией CBA и устойчивой к каталепсии линии AKR. У мышей линии ASC доля каталептиков достигала 85%. Мыши этой линии характеризуются депрессивноподобными чертами поведения [1]. В то же время ничего не известно о роли тиреоидных гормонов в механизме наследственной каталепсии и регуляции серотониновых рецепторов у мышей.
Целью работы являлось выяснение связи наследственной предрасположенности к каталепсии с чувствительностью к хроническому
введению Т4 и роли серотониновой системы мозга в механизме этой чувствительности. Поставлены следующие задачи - сравнить хронический эффект Т4 на: 1) каталепсию, 2) функциональную активность 5-HT1A и 5-НТ2А-рецеп-торов, 3) экспрессию генов 5-Нт1а- и 5-НТ2А-ре-цепторов во фронтальной коре у мышей ASC и AKR, контрастных по предрасположенности к каталепсии.
МЕТОДИКА Экспериментальные животные
Опыты проводили на половозрелых самцах мышей линии AKR (n = 40) и ASC (n = 36). Линия AKR поддерживалась в Институте цитологии и генетики в течение 40 лет тесным инбридингом. Линия ASC была получена в лаборатории нейрогеномики поведения ИЦиГ СО РАН селекцией бэккроссов между каталептической линией СВА и устойчивой к каталепсии AKR на высокую предрасположенность к реакции замирания. Первые четыре поколения селекцию проводили без инбридинга и еще четыре поколения с инбридингом, затем селекцию прекратили, но инбридинг продолжали. В эксперименте использовали мышей ASC 12-го поколения (8 поколений селекции и 8 поколений инбридинга). В начале опыта возраст животных составлял 2 мес., а их масса была 22 ± 2 г. 20 мышей линии AKR и 18 линии ASC в течение 2 мес. получали воду, содержащую Т4 в концентрации 2 мг/л. Воду меняли 1 раз в 2 дня. Другая половина мышей каждой линии служила контролем - животные этой группы получали воду в течение времени эксперимента. На протяжении всего опыта животные содержались по 4-5 особей в клетке при постоянной температуре 22°C и естественном освещении. За 2 дня до тестирования раствор с Т4 заменяли на воду, животных изолировали в индивидуальные клетки для снятия группового эффекта и содержали так до окончания экспериментального периода. В день проводили не более одного тестирования. Содержание мышей и все экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с международными правилами обращения с животными (Директива 86/309 Европейского сообщества от 24 декабря 1986 г.).
Тест на каталепсию
Каталепсию вызывали, зажимая в течение 5 с кожу загривка, затем животное помещали на две параллельные перекладины, расположенные на расстоянии 5 см друг от друга и под
углом 45 град. Тест считался положительным, если период, в течение которого мышь сохраняла приданное ей неестественное положение, был не менее 20 с. Время теста ограничивали 120 с, после чего животное возвращали в клетку. Каждый из последовательных 10 тестов проводили с интервалом 1-2 мин. Животное, дающее 3 положительных теста из 10, рассматривалось как каталептик [15].
Половину мышей из контрольной и получавшей Т4 групп каждой линии использовали для определения функциональной активности 5-HT1A- и 5-Ш^-рецепторов.
Гипотермия, вызванная 8-OH-DPAT
Гипотермический эффект, вызванный введением 8-гидрокси-2-ди-^пропиламино-тетралина (8-OH-DPAT, "Sigma" Inc, USA, 1мг/кг, внутрибрюшинно), отображающий функциональную активность 5-НТ1А-рецепто-ров, оценивали по разнице температуры тела до и через 30 мин после введения препарата. Температуру тела измеряли KJT термоэлементом ("Hanna Instruments", Singapore) с помощью медно-константанового ректального зонда ("Physitemp Instruments", Clifton, USA).
Встряхивание головой, вызванные DOI (2,5-диметокси-4 йодоамфетамин)
Тест, который проводили на тех же животных через 2 дня после введения 8-OH-DPAT, является показателем активности 5-НТ2А-ре-цепторов. Мышам внутрибрюшинно вводили DOI в дозе 1 мг/кг. Через 5 мин после введения в течение 20 мин визуально регистрировали число рефлекторных встряхиваний головой.
Измерение уровня мРНК 5-HT1A-и S-HT^-рецепторов
Другую половину контрольных и получавших Т4 мышей каждой линии декапитировали, быстро на холоде вынимали мозг, выделяли фронтальную кору (30 мкг), помещали ее в жидкий азот и затем хранили при -66°C до выделения РНК. Выбор участка коры обусловлен тем, что серотониновые рецепторы в данной структуре наиболее чувствительны к нарушениям тиреоидного статуса [16]. Выделение общей РНК и количественную ОТ-ПЦР (обратная транскрипция с последующей полимераз-ной цепной реакцией) с внешним стандартом проводили по методике, описанной ранее [17]. В качестве внешнего стандарта использовали образцы ДНК мыши (C57BL/6), содержащие известное число копий генов ß-актина, 5-НТ2А-и 5-НТ1А. Уровень экспрессии гена 5-НТ2А-
и 5-НТ1А-рецепторов нормировали на 100 копий мРНК ß-актина [17].
Измерение концентрации тироксина в к
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.